第十二章 电能 能量守恒定律单元测试题物理人教版必修第三册.docx
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第十二章电能能量守恒定律单元测试题物理人教版必修第三册
第十二章电能能量守恒定律单元测试题
姓名:
__________班级:
__________考号:
__________
一、选择题(共14题)
1、“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题.对此,以下措施可行的是
A.人人都要自觉做到节约用水、节约用电,不浪费和人为毁坏物品
B.关闭现有的火力发电站
C.各地都要兴建水力和风力发电站
D.停止使用石油资源,而以核能和太阳能取代
2、关于家用电器工作时发生能量转化的描述,下列说法正确的是( )
A.电饭煲将内能转化为电能B.电熨斗将机械能转化为电能
C.手摇发电机将机械能转化为电能D.电吹风将机械能转化为电能
3、下列说法正确的是( )
A.随着科技的发展,永动机是可以制成的
B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量都消失
C.“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,因而是不可能的
D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生
4、关于电功和电热,下面说法正确的是( )
A.任何电路中的电功W=UIt,电热Q=I2Rt且W=Q
B.任何电路中的电功W=UIt,电热Q=I2Rt但W有时不等于Q
C.电功W=UIt在任何电路中都适用,Q=I2Rt只在纯电阻电路中适用
D.电功W=UIt,电热Q=I2Rt,只适用于纯电阻电路
5、如图所示是一款手机和与之匹配的充电头,此手机在充电时可以根据充电进程在快充模式和慢充模式间智能切换。
快充模式时充电头的输出电压为U1,输出电流为I1,手机的等效内阻为r1;慢充模式时充电头的输出电压为U2,输出电流为I2,手机的等效内阻为r2,则 ( )
A.快充模式时充电头输出的电功率为U1I1+
r1
B.快充模式时电能转化为化学能的功率为U1I1
C.慢充模式时手机由于充电而产生的热功率为
r2
D.慢充模式时手机由于充电而产生的热功率为
6、如图所示,三个电阻的阻值相同,在AB间接上电源后,三个电阻的功率之比为( )
A.4∶1∶1 B.1∶4∶4
C.2∶1∶1 D.1∶2∶2
7、电阻R和电动机M串联接到电路时,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,电键接通后,电动机正常工作.设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有( )
A.U1 C.W1=W2,Q1>Q2D.W1 8、有人在调制电路时用一个“100kΩ W”的电阻和一个“30 0kΩ、 W”的电阻串联,作为400kΩ的电阻使用,此时两串联电阻允许消耗的最大功率为 ( ) A. W B. W C. W D. W 9、若A灯标有“220V60W”,B灯标有“220V100W”,把两灯接入电路中,下列说法中正确的是( ) A.当通过两灯的电流相等时,A、B两灯一样亮B.当通过两灯的电流相等时,B灯比A灯亮 C.当加在两灯的电压相等时,A、B两灯一样亮D.当加在两灯的电压相等时,B灯比A灯亮 10、如图所示,直线A为某电源的U﹣I图线,曲线B为某小灯泡的U﹣I图线,用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的总功率分别是( ) A.4W,8W B.4W,6W C.2W,3W D.2W,4W 11、用如图所示的电路来测量电池电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图所示的U-I图线,由图可知() A.电池电动势的测量值为1.40V B.电池内阻的测量值为1.0Ω C.外电路发生短路时的电流为0.40A D.电压表示数为1.20V时,电流表的示数I′=0.2A 12、温度传感器广泛应用于家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的.图甲所示为某装置中的传感器工作原理图,已知电源的电动势E=9.0V,内电阻不计,G为灵敏电流表,其内阻Rg保持不变;R为热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如图乙所示.闭合开关S,当R的温度等于20℃时,电流表示数I1=2mA;当电流表的示数I2=3.6mA时,热敏电阻的温度是( ) A.60℃ B.80℃ C.100℃ D.120℃ 13、有一种测量人体重的电子秤,其原理如图中虚线内所示,它主要由三部分构成: 踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表).设踏板的质量可忽略不计,已知理想电流表的量程为3A,电源电动势为12V,内阻为2Ω,电阻R随压力变化的函数式为R=30-0.02F(F和R的单位分别是N和Ω).下列说法正确的是( ) A.该秤能测量的最大体重是1400N B.该秤能测量的最大体重是1300N C.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处 D.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400A处 14、如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,开关S闭合后,平行板电容器中的带电液滴M处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,则( ) A.带电液滴M一定带正电 B.R4的滑片向上端移动时,电流表示数减小,电压表示数增大 C.若仅将电容器下极板稍微向上平移,带电液滴M将向上极板运动 D.若将开关S断开,带电液滴M将向下极板运动 二、填空题(共4题) 1、如图,是一提升重物用的直流电动机工作的电路图,电动机的内阻为0.6Ω,R=10Ω.直流电压U=160V,电压表示数为110V,则通过电动机的电流 A,输入电动机的电功率为 W,电动机工作1小时所产生的热量 J. 2、某脉冲激光器的耗电功率为2×103瓦,每秒钟输出10个光脉冲,每个脉冲持续的时间为10-8秒,携带的能量为0.2焦耳,则每个脉冲的功率为 瓦,该激光器将电能转化为激光能量的效率为 。 3、如图所示,三个电阻R1、R2、R3依次标有“12Ω,3W”、“8Ω,5W”、“6Ω,6W”,则允许接入电路的最大电压为_______V,此时三个电阻消耗的总功率为________W。 4、某同学进行如下测量 (1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为L=___________mm; (2)用螺旋测微器测量其直径如图,由图可知其直径D=___________mm; (3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻R,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为___________Ω. (4)为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻,某同学设计了如图甲所示的实验电路,其中R为电阻箱,定值电阻R0=3Ω为保护电阻. ①按如图所示的电路图,某同学连接好电路. ②先断开开关S,调整电阻箱的阻值到最大,再闭合开关S,调节电阻箱,读取并记录电压表的示数及电阻箱的阻值.多次重复上述操作,可得到多组电压值U及电阻值R,并以 为纵坐标,以 为横坐标,画出 - 的关系图线如图乙所示(该图线为一直线). ③根据电路原理图推导 和 的函数关系, =___________.根据图线求得电池组的电动势E=______V,内阻r=___________Ω.(保留两位有效数字) 三、计算题(共3题) 1、如图所示的电路中,电源电动势E=6.0V,其内阻可忽略不计,电阻的阻值分别为R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ,电容器的电容C=5.0μF。 闭合开关S,待电流稳定后,用电压表测R1两端的电压,其稳定值为1.5V。 求: (1)该电压表的内阻为多大? (2)由于电压表的接入,电容器的带电量变化了多少? 2、在如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3是一滑动变阻器,当其滑片从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电流的变化图线如图所示,其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的. 求: (1)电源的电动势和内阻; (2)定值电阻R2的阻值; (3)滑动变阻器的最大阻值. 3、如图所示是一种悬球式加速度仪,它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度,金属球的质量为m,它系在金属球丝下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为L的均匀电阻丝,其阻值为R,金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计.电阻丝的中点C焊接一根导线,从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表V(金属丝和导线电阻不计).图中虚线OC与AB垂直,且OC=h.电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上,整个装置固定在列车中且AB沿着车前进的方向,列车静止时金属丝呈竖直状态,当列车加速前进时,金属丝将偏离竖直方向,从电压表V的读数变化可以测出加速度的大小. (1)当列车向右做匀加速直线运动时,试导出加速度a与电压表读数U′的关系式(用U′、U、L、h及重力加速度g等表示). (2)用导出的a与U′的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀. ============参考答案============ 一、选择题 1、A 【解析】 受地域环境的限制,风力、水力发电站不能在各地兴建,因而不能关闭火力发电站,故B、C错;受技术限制,核能和太阳能尚未大规模被利用,所以也不能停止使用石油资源,故D错误.人人都要自觉做到节约用水、节约用电,不浪费和人为毁坏物品,A正确. 2、C 【解析】 A、电饭煲、电熨斗都是将电能转化为内能,故选项AB错误; C、手摇发电机是将机械能转化为电能,故选项C正确; D、电吹风是将电能转化为风能,故选项D错误. 3、C 【详解】 永动机违反能量守恒定律定理,则即使随着科技的发展,永动机也是不可以制成的,选项A错误;根据能量守恒定律,太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,照射到宇宙空间的能量也不会消失,选项B错误;“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,因而是不可能的,选项C正确;由能量守恒定律可知,能量是不能凭空产生的,选项D错误;故选C. 4、B 【详解】 任何电路中电功公式W=UIt,电热公式Q=I2Rt都适用,但两者不一定相等,只有在纯电阻电路中W=Q,故A错误,CD错误. B项: 任何电路中的电功W=UIt,电热Q=I2Rt,在非纯电阻电路中电能一部分转化为内能,还有一部分转化为其他形式的能,所以此时W大于Q,故B正确. 【点睛】 电功公式W=UIt和电热公式Q=I2Rt都适用于任何电路;在纯电阻电路中,电功等于电热,在非纯电阻电路中,电功大于电热. 5、C 【解析】快充模式时充电头的输出电压为U1,输出电流为I1,则快充模式时充电头输出的电功率为U1I1,故A错误;快充模式时手机的等效内阻为r1,则热功率: P热1= r1,所以快充模式时电能转化为化学能的功率为U1I1- r1,故B错误;慢充模式时输出电流为I2,手机的等效内阻为r2,则慢充模式时手机由于充电而产生的热功率为 r2,故C正确;充电电路不是纯电阻电路,所以不能使用公式 求产生的电热,故D错误。 6、A 【详解】 设通过R1的电流为I,由于三个电阻的阻值相同,故通过R2,R3两位两个电阻的电流均为 ,故三个电阻的电功率之比为: 故选A。 7、A 【详解】 设开关接通后,电路中电流为I. 对于电阻R,由欧姆定律得 U1=IR 对于电动机,U2>IR,则 U1<U2. 根据焦耳定律得 Q1=I2Rt,Q2=I2Rt, 则 Q1=Q2 因 W1=Q1 W2=Q2+E机械 则 W1 A.U1 B.U1=U2,Q1=Q2,与结论不相符,选项B错误; C.W1=W2,Q1>Q2,与结论不相符,选项C错误; D.W1 8、C 9、D 10、B 11、ABD 【详解】 A、由图象可知,电源U﹣I图象与纵轴交点坐标表示电源的电动势,则知电源的电动势为1.40V,故A正确; B、电源的内阻r=| | Ω=1Ω,故B正确; C外电路发生短路时的电流I= 1.40A,故C错误; D、当电压表示数为1.20V时,I′ A=0.20A,故D正确; 12、D 【详解】 由题图乙可知,当R的温度等于20℃时,热敏电阻的阻值R1=4kΩ,由 可得 当电流 时,由 可得 结合题图乙知此时热敏电阻的温度为 ,故D正确,ABC错误。 故选D。 13、AC 【详解】 AB.当电路中电流I=3A时,电子秤测量的体重最大.由欧姆定律 得到 ,代入R=30-0.02F得到F=1400N;故A正确,B错误. CD.踏板空载时F=0,代入R=30-0.02F得到电阻R=30Ω,由欧姆定律得 =0.375A,所以该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处;故C正确,D错误; 故选AC. 14、BC 【解析】 A、电容器的上极板带正电,板间场强方向向下,带电液滴M处于平衡状态,则知受到的电场力向上,带电液滴M带负电,故A错误. B、R4的滑片向上端移动时,其接入电路的电阻增大,根据“串反并同”知电流表示数减小,电压表示数增大,所以B选项是正确的. C、若仅将电容器下极板稍微向上平移,因为板间电压U不变,由 可得E增大,所以液滴受到的电场力增大,液滴将向上极板运动,所以C选项是正确的. D、若将开关S断开,电容器板间电压增大,液滴受到的电场力增大,液滴将向上极板运动,故D错误. 故选BC 点睛: 根据电容器板间场强的方向,分析液滴的电性.R4的滑片向上端移动时,根据“串反并同”分析两电表示数的变化.若仅将电容器下极板稍微向上平移,根据场强的变化,分析液滴所受电场力的变化,确定其运动方向.若将开关S断开,电容器板间电压增大,带电液滴M将向上运动. 二、填空题 1、5;550;54000. 2、2×103,0.001 3、10.8 10.8 4、50.15mm 4.700mm 120Ω 2.9V 3.1Ω 【详解】 (1)用游标为20分度的卡尺测量其长度为L=50mm+0.05mm×3=50.15mm; (2)用螺旋测微器测量其直径D=4.5mm+0.01mm×20.0=4.700mm; (3)电阻的阻值约为: 12×10Ω=120Ω. (4)根据闭合电路欧姆定律E=U+ (R0+r),进行数学变形,得 根据数学知识得知, 关系图线的纵截距 ,斜率k= . 由图得到,b=0.35,k= ≈2.1 则电动势 V≈2.9V,内阻r=kE-R0=2.1×2.9-3≈3.1Ω 三、计算题 1、 (1) R并=1.6kΩ RV=4.8kΩ (2) △Q=C(UC'―UC)=2.5×10―6C(增加) 2、【解答】解: (1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率大小等于电源的内阻,则有内阻r= Ω=20Ω 电源的电动势为E=U+Ir,取电压U=16V,电流I=0.2A,代入解得,E=20V. (2)当滑片滑到最右端时,R1被短路,外电路的电阻最小,电流最大,此时电压U=4V,电流I=0.8A,则 定值电阻R2= =5Ω (3)滑动变阻器阻值最大时,外电阻最大,电流最小,此时电压U=16V,电流I=0.2A,外电路总电阻为 R= =80Ω 又R=R2+ ,R1=100Ω,R2=5Ω 代入解得,R3=300Ω 3、解: (1)对小球进行受力分析,根据牛顿第二定律得a= . 电压表所测电阻丝的长度L′=htanθ= .串联电路电流相等,有 ,所以 ,所以a= . (2)因为a= .而L、g、U、h为定量,知a与U′成正比.电压表的刻度均匀,则加速度表盘刻度也均匀.
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